CN105960677A

CN105960677A - 形成叠瓦式记录轨道频带

Info

Publication number: CN105960677A
Application number: CN201480062620.6A
Authority: CN
Inventors: T·R·费尔德曼
Original assignee: Seagate Technology LLC
Current assignee: Seagate Technology LLC
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2016-09-21
Also published as: KR20160055885A; WO2015039138A1; US20160012850A1; US9460751B2; KR102201692B1

Abstract

本发明涉及用于在数据储存介质(106)中的结合叠瓦式记录频带的系统和方法，尤其涉及对采用叠瓦式磁记录的设备。在一些实施例中，装置(100)包括数据储存介质(106、402、902)和控制器(206)，该控制器配置为基于约束和缺陷扇区(1206)的列表，来定义数据存储介质的区域的边界(1104)。

Description

形成叠瓦式记录轨道频带

背景技术

本公开涉及数据储存介质，并且更具体地涉及用于改进数据储存设备性能的系统和方法，尤其当使用叠瓦式磁记录(shingled magnetic recording)时。

发明内容

本公开的各种实施例一般涉及用于在数据储存介质(106)中的结合叠瓦式记录频带的系统和方法，尤其涉及对采用叠瓦式磁记录的设备。

在一些实施例中，装置(100)包括数据储存介质(106、402、902)和控制器(206)，该控制器配置为基于约束和缺陷扇区(1206)的列表，来定义数据存储介质的区域的边界(1104)。

附图说明

图1为用于结合叠瓦式记录频带的系统的说明性实施例的示图；

图2为用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图；

图3a—3b为用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图；

图4a—4c为用于结合叠瓦式记录频带系统的其他说明性实施例的示图；

图5为用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图；

图6为用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图；

图7为用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图；

图8为用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图；

图9为用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图；

图10为用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图；

图11为用于结合叠瓦式记录频带方法的说明性实施例的流程图；

图12为用于结合叠瓦式记录频带方法的说明性实施例的流程图；和

图13为用于结合叠瓦式记录频带方法的另一说明性实施例的流程图。

具体实施方式

在以下实施例的详细描述中，参考形成本说明书一部分的附图，其中通过特定实施例的图示示出。要理解的是可利用其它实施例并作出结构改变而不脱离本公开的范围。也要理解的是各种实施例的特征可以结合、交换或移除而不脱离本公开的范围。

图1描绘了用于结合叠瓦式记录频带的系统的实施例，一般指定为100。该系统100可以包括主机102和数据存储设备(DSD)104。主机102也可以指代为主系统或主计算机。主机102可以为台式计算机、膝上型计算机、服务器、平板计算机、电话、音乐播放器、另一个电子设备，或其任意结合。类似地，DSD 104可以为任何上面所列的设备，或任何可以用于存储或检索数据的其他设备。主机102和DSD 104可以通过有线或无线连接的方式，或局域网(LAN)或广域网(WAN)的方式连接。在某些实施例中，DSD 104可以为没有连接至主机102的单机设备，或主机102和DSD 104可以都为单独单元的一部分。

DSD 104可以包括一个或多个非易失性存储器106。在描绘的实施例中，DSD 104为包括转盘式存储器106的硬盘驱动器(HDD)。在另一实施例中，DSD 104可以包括附加的存储器或存储种类，包括易失性和非易失性存储器。例如，DSD 104可以为拥有盘存储器和非易失性固态存储器两者的混合HDD。

在某些实施例中，DSD 104可以有一个或多个拥有用于存储数据的轨道的盘106。盘106可以分为多个区，每个区有多个轨道。每个轨道可以进一步分为多个用于存储数据的物理扇区。具有逻辑块地址(LBA)的数据块可以存储至扇区，该LBA被映射至持有相应数据块的扇区。每个区可以有各种选择的不同配置，诸如数据轨道格式、从换能器写的方向、数据密度，或预期用途。例如，盘可以有指定为的以叠瓦式的轨道方式的数据存储的一个或多个区，该叠瓦式的轨道方式使用叠瓦式磁记录(SMR)，和用于以非叠瓦式的方式存储数据的一个或多个区。SMR为用于提高盘上的数据记录密度的记录方法，例如通过与相邻的数据轨道部分重叠的方式来写数据的轨道。SMR将结合图3—4做进一步讨论。盘也可以有指定为第二层级高速缓存(cache)的区，该第二层级高速缓存使用期望用于非易失性缓存数据的盘存储。盘可以进一步拥有至少一个指定为备用扇区的区。

图2描绘了用于结合叠瓦式记录频带的系统的实施例的示图，一般指定为200。具体地，图2提供了示例性盘驱动数据存储设备(DSD)200的功能性框图。DSD 200可以为诸如图1所示的盘驱动器100的数据存储设备。更通常地，DSD 200可以为可移除存储设备、台式计算机、膝上型计算机、服务器、平板计算机、电话、音乐播放器、另一个电子设备、可以用于存储或检索数据的任何其他设备，或其任意结合。

数据存储设备200可以与主设备202通信，该通信通过可以包括连接器(未示出)的硬件或基于固件的接口电路204，连接器允许DSD 200从主机202物理地移除。主机202也可以指代为主系统或主计算机。主机202可以为台式计算机、膝上型计算机、服务器、平板计算机、电话、音乐播放器、另一个电子设备，或其任意结合。在某些实施例中，DSD 200可以和主机202通过接口204通信，该通信可以在有线或无线通信，或局域网(LAN)或广域网(WAN)上。在某些实施例中，DSD 200可以为没有连接至主机202的单机设备，或主机202和DSD 200可以都为单独单元的一部分。

缓冲器212可以在读和写操作期间临时地存储数据，并且可以包括命令队列(CQ)213，在该CQ中多个等待操作可以临时地存储等待执行。在一些示例中，缓冲器212可以用于高速缓存数据。DSD 200可以包括附加存储器203，其可以为易失性存储器(如DRAM或SRAM)，或非易失性存储器(如NAND闪存)。附加存储器203可以作为高速缓存和存储最近或频繁读或写的数据，或可能很快就会被读取的数据的功能。包括多个种类的非易失性存储介质(如盘106和闪存203)的DSD 200可以指代为混合存储设备。盘106可以配置为以叠瓦式方式存储数据。

DSD 200可以包括带有关联存储器208和处理器210的可编程控制器206。进一步，图2示出DSD 200可以包括读写(R/W)通道217，该读写通道可以在写操作期间将数据编码，并在读操作期间将从盘106索引的用户数据重建。前置放大器电路(preamp)218可以将写电流施加至头216，并提供回读信号的前置放大。伺服控制电路220，其可以包括处理器222，可以使用伺服数据来给线圈214提供恰当的电流来将头216定位。控制器206可以在命令队列213中的各种等待命令执行期间，与伺服控制电路220通信来将头216移动至盘106上期望的位置。

如上面讨论的，SMR为用于增加盘上数据记录密度的记录方法，其可以将轨道宽度降低至低于由换能器头的写元件写的宽度来完成。换句话说，盘可以格式化为拥有比由写头写的轨道更窄节距的轨道。这可以通过部分地用相邻数据轨道重写数据轨道来完成，导致“叠瓦式”轨道结构。例如，SMR写操作可以通过定序写来执行，以便它们以一个径向进展(例如，轨道可以被一次写一个，从内直径向外直径移动，或反之亦然)，其中轨道部分地重叠于彼此，类似于房顶的瓦片。用另一个轨道部分地重写轨道也可以指代为“修剪”。单一的写方向可以用于整个盘，但也可基于轨道区或组选择，使得轨道的每个区或组具有方向集合。

参见图3a，如果假设在叠瓦式写方案中写按照箭头指示的方向执行，当写至轨道N，相邻的轨道N-1可能被部分地重写。类似地，当写在轨道N+1上执行，相邻的轨道N可能被部分地重写。与写每个轨道而没有任何故意的重叠的记录方法相比，由于在存储介质的径向上的更高的轨道数每英尺(TPI)的特征，SMR可以导致增加记录密度。

如图3b所示，在轨道N上写之后，如果以叠瓦式记录方向相反的方向写轨道N-1，由于相邻轨道干扰(ATI)轨道N可能变得不可读。因此，遵循轨道N-1不应该在轨道N被写之后被写的约束可能是有益。相应地，轨道N被记录后在轨道N-1上写或修改数据，或轨道N+1被记录后在轨道N上写或修改数据，可能要求与非叠瓦式轨道相比不同的写策略，其可以简单地在任何时间重写。

现在转向图4a，描绘了用于结合叠瓦式记录频带的系统400a的另一说明性实施例的示图。由于SMR的轨道写的重叠，在轨道N已被写后去写给出的轨道N-1，可能要求重写轨道N-1后的全部叠瓦式轨道(即，轨道N、轨道N+1、轨道N+2等)。为了将此现实地完成，一组轨道可以被分组为“频带”，以便写频带X的最后轨道不要求重写任何其后跟随的轨道X+1、X+2、X+3等等。转盘介质402可以被分为多个频带(如，频带A、频带B等)，并且每个频带可以包括多个叠瓦式数据轨道。在示例性实施例中，盘402可以分为多个区，一些区包括一个或多个叠瓦式记录频带，而其他区可能包括非叠瓦式轨道。不同区内的不同频带或全部频带可以以不同径向写(例如，ID到OD，或反之亦然)。

分隔频带以便重写一个不要求重写频带外部的轨道可以通过将轨道定位来完成，诸如频带的最后轨道没有被可以写的轨道剪裁或重叠。这进而可以以数个方式来实现。一个方式是选择要处于频带末尾处的轨道，并使分配给这些轨道的径向节距是完整的、非叠瓦式的轨道宽度。例如，频带可以包括拥有两个或更多轨道宽的轨道。频带可以有数个叠瓦式轨道404，诸如图4a的轨道t0到tN-1，其被相邻的轨道部分地重叠，并相对于写轨道节距具有减小的读轨道节距。频带也可以以非叠瓦式轨道406结束，诸如图4a的轨道tN，其没有相对于写轨道节距而减小的读轨道节距。因为最后的轨道406没有被可写的轨道重叠，频带可以被重写而不影响频带外部的轨道。此方式可能要求在盘制造过程的早期就确定轨道和频带布局，因为频带中最后的轨道可能要求与频带中的其他轨道相比不同的轨道节距。换句话说，可能有必要在定义盘上的轨道前就确定频带将在哪里开始和结束。

可替换地，跟随每个频带末端轨道的一个或多个轨道可以指定为不被写入。现在转向图4b，描绘了用于结合叠瓦式记录频带的系统400b的另一说明性实施例的示图。不被写入轨道可以指代为“防护轨道”410，因为它们提供了轨道边界(即，不被写入的物理边界)来分隔不同频带的可写轨道，并且防护频带的最后轨道416不被剪裁或成为频带外部的剪裁轨道。当轨道N-1需要被重写，轨道N-1到防护轨道的轨道可以被重写，而其他频带中的轨道不被影响。在某些实施例中，可以使用单一防护轨道，而在某些实施例中，可以将频带之间的多轨道指定为“不被写入”，以便提供防御ATI的更大的缓冲。防护轨道也可以指代为防护频带或隔离轨道。在某些实施例中，隔离的轨道可以包括一个或多个轨道的旋转片段，而不是一个或多个完整的轨道。例如，如果每个轨道有100个扇区，隔离轨道可能包括轨道A的扇区1—50和轨道B的扇区51—100，而不是限制于使用轨道B的扇区1—100。为了清楚起见，本示例中可假定为频带的轨道和隔离轨道是整个轨道。

在某些实施例中，频带之间的防护轨道可以为完整的非叠瓦式轨道(即，没有被相邻轨道中的任一剪裁的轨道)，但这也许再次要求不同轨道节距，且因此要求在定义盘上的轨道之前确定频带边界。在其他实施例中，防护轨道可以为不用于存储数据的叠瓦式轨道。换句话说，所有可写轨道和防护轨道可以有相同的宽度。使用此方式，频带布局可能不需要早期确定，因为防护轨道和叠瓦式轨道可以有相同的轨道节距和写中心，这就允许任何轨道用作防护轨道。在每个区拥有多个频带的盘的实施例中，每个区可以包括110个轨道，并且该110个轨道可以被分为10个频带，该频带中的每个包括10个数据轨道和1个防护轨道。

防护轨道可以被相邻的两个轨道重叠而不损失数据，因为数据可能没有记录至防护轨道。相应地，当所有轨道可以共享盘上定义的相同宽度或写轨道中心，在实践中频带可以包括多个轨道宽度或读轨道中心。如图4b所示，由于在一个方向上被部分地重叠，剪裁的轨道414可以有一个宽度；每个频带中的最后的数据轨道416，或“胖轨道”，由于在任何方向上都没有被重叠，可以有第二轨道宽度；由于在两个方向上都被重叠，防护轨道410可以有第三轨道宽度。简单起见，读中心可以指定为对于叠瓦式轨道414和“胖轨道”二者都相同，或者在某些实施例中，胖轨道416的读中心可以指定为和写中心相同。

现在转向图4c，描绘了用于结合叠瓦式记录频带的系统400c的另一说明性实施例的示图。图4c提供了在指定的防护轨道或频宽边界方面更多的细节。频带边界可以由称为“结合”的过程设置，如下所讨论。盘可以以数个轨道格式化。在一个为SMR配置的示例性盘中，每个轨道可以以相同宽度定义，如“结合前”示图中所示。在格式化盘上的轨道之后，边界可以被选择，并且适合的轨道可以被指定作为防护轨道420。由于格式化到盘上的每个轨道可能有相同的宽度，任何给定的轨道可以被选择成为防护轨道420。这可以导致在给定频带内的相邻数据轨道之间的单一轨道节距，和在频带中的最后的数据轨道和下一个相邻频带中的第一个数据轨道之间的2x的轨道节距。相应地，在定义盘上的轨道前，轨道和频带的边界可以不需要确定，并且可以在结合后执行。

在某些实施例中，可能期待在盘上有各种数目的轨道的频带。例如，可能期待数据能够从一个频带重新映射至另一个，诸如通过将数据从第一物理频带移动至第二物理频带，并且改变那些频带的逻辑频带标识符(例如，一组数据可以存储至逻辑频带“1”，此时被映射至第一物理频带，并且然后被移动至第二物理频带，之后第二物理频带变为逻辑频带1)。以此方式移动数据可能要求每个频带有相同的最少可用的数据存储容量。处于盘的外直径(OD)处的轨道可能有和处于内直径(ID)处的轨道不同数目的用于存储数据的可用的数据扇区。所以如果频带预期具有大致相同的存储容量，在OD附近的频带和ID附近的频带相比可能期待包括不同数量的轨道。而频带可以被设为有相同数目的轨道，这可能导致在某些频带中有无效和不可用的扇区。

频带的尺寸或边界可以由“结合”来设置。“结合”可以指代为频带边界在哪里的决定，包括定义频带的可写入轨道和防护轨道。例如，一个或多个片段的标称节距或宽度的轨道可以被分配为防护轨道。结合可以用于为驱动器识别哪个轨道可以被写入、频带的写的方向和当更新频带时哪个轨道必须被重写。结合可以在这个驱动器的处理期间进行。即，它可以为基于硬盘组件(HDA)和板中的部件的合并做出的一组决定。在频带边界的现场或现场配置中的结合可能是有问题的。

早期的结合可能需要在执行盘上的缺陷发现之前、在处理中早期地定义频带边界。缺陷发现可以在格式化期间由驱动器执行。缺陷发现可以早于运输单元在工厂中执行，或其可以作为“现场完成”能力的一部分发生，其中在交货后由驱动器完成盘格式化。

早期的结合过程可以简单，并包括将每个频带设置为一定数量的盘表面上的数据轨道和半径空间。然而，早期的结合可以由于各种约束而不是最佳的。例如，早期的结合可能不是最佳的，当对于每个频带要求最小的使用容量，以便一组接近相同尺寸的逻辑频带中的任何可以映射到任何物理频带。这个可能是基于潜在的导致频带拥有比要求的容量更少的容量。其他此类约束可以包括诸如对于频带隔离的过度供应，和最大允许的频带读—修改—写入时间(即，从频带读取数据、更新数据和将数据重写回频带的时间)。过度供应可以指代为在存储器上提供额外的空间，该空间没有算作存储器的可用使用存储容量。例如，将备用扇区加入频带来补偿潜在缺陷可能被考虑为“过度提供”，因为存储器空间可能没有算作总共的可用使用存储容量。

如所述的，已知盘上的缺陷位置之前可固定频带边界的早期结合。例如，缺陷管理可能决定不使用盘的整个轨道，或不使用数个缺陷扇区。由于缺陷可使得可用容量中早期结合频带更小，将轨道标记为不可用，例如其可能因为没有充足可用的存储区域而变得不可用。在此情况中，受影响的频带应该理想地包括附加轨道，以便在满足读—修改—写入约束的时候来减少过度提供。早期结合的同时将额外轨道包括进每个频带，当缺陷发现时，可以通过满足最小可用使用容量的约束允许更多频带保持可用，但对于读—修改—写入时间如果使用了额外轨道，或过度供应即如果当频带中没有缺陷时没有使用轨道，这可能不是最佳的增加。可替代地，可以包括频带外部的备用扇区，频带中的缺陷扇区可以映射至该备用扇区。然而，由于头运动要求的时间，从频带外部的扇区读取和写入是低效率的，所以这可以负面地影响读—修改—写入的定时。

可替代的方式是晚期的结合，其中频带可以在检测到缺陷后定义。在一个实施例中，通过使用和数据轨道同宽度的防护轨道，以整数的用于隔离频带的防护扇区，这可以被执行而不改变轨道中心的位置。晚期结合可能比早期结合更复杂，因为频带可能有各种半径尺寸、各种读—修改—写入时间，和基于检测的差错的数量的各种可用的和缺陷的扇区特征。然而，当要求更少的过度提供和实现高的驱动器性能，该性能可能取决于相同容量的频带，晚期结合可以允许更有效的盘容量的使用。

如所述的，某些驱动器可能要求每个频道的最小使用容量。动态地将LBA范围的逻辑频带映射至物理频带的驱动器，可以有单一的逻辑频带尺寸，并且要求任何逻辑频带可以被映射至任何物理频带。直到每个轨道的可用扇区的确切数目对于每个频带被确定前，早期的结合可能导致对于每个频带的可用的使用容量的不确定。没有任何缺陷的容量可以从盘的格式确定，并且这可能是对于早期结合的唯一的可用的指导。频带可以由早期结合所选择，来满足最小的没有缺陷的容量，或可以包括额外空间来容纳一定数量的缺陷。然而，在缺陷发现后没有充足容量的早期结合频带可能要求频带要么(a)不被使用，要么(b)有一些从频带外部分配的备用容量来弥补缺陷扇区。在之前的情况下，不可用的频带可以降低驱动器的频带选择和垃圾收集的性能，或使驱动器不能满足目标总共存储容量。在后面的情况中，驱动器的性能可以由于对于备用扇区的访问时间而降低。相反地，晚期结合允许每个频带满足最小使用容量而不模糊。利用晚期结合，可能没有需要来从使用中淘汰频带，或分配备用容量来给频带带来最小的容量，因为频带边界可以被修改来适应发现的缺陷。

图5描述了用于结合叠瓦式记录频带的系统的说明性实施例的示图。在说明性实施例中，每个频带期望地包括至少40个可用的数据扇区。包括4个数据轨道，每个轨道包括10个扇区的频带满足这个要求，如图5所示。图5可以是使用早期频带的结合的驱动器中的两个频带的示例。频带A可以没有缺陷扇区，并且可以是完全执行和可用的频带。然而，缺陷检测可以在频带B中找出三个缺陷扇区，诸如来自小的划痕。频带B可以因此仅包括37个可用扇区，其可能小于可用的最小量。用早期结合，频带B可能为不可用，并且37个有效扇区可能被功能性地浪费。在其他实施例中，该三个缺陷扇区可能被重新映射至盘上其他地方的备用扇区，但这可能负面地影响频带B读和写的次数。

图6为用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图。比如说，某些驱动器可选择每个频带的4个轨道，其中一个在频带间的非使用轨道用于隔离，例如为了满足诸如结合的读—修改—写入的时间的约束。然而，由于缺陷管理，在盘上的许多轨道可能被标记为不可用。这反过来可以导致很多非使用或性能不佳的频带。可替代地，频带可以用额外的轨道或扇区配置来应对潜在缺陷。然而，用早期结合，这可以导致分配不必要的额外的扇区或轨道，然而它们最后是不需要的。

类似于图5，图6描绘了盘的两个频带的示例，频带A和频带B，其具有使用早期结合定义的频带。再一次，最小量的可用存储区域可以为40个扇区。不像图5，在缺陷存在的情况下，图6的示例将备用扇区的额外轨道加入到每个频带。频带A没有缺陷，并且因此其结果是没有使用任何备用扇区。频带B有具有数个缺陷扇区的轨道，并且缺陷管理可能决定不使用整个轨道。作为替代地，备用扇区的轨道可以被使用，因此在频带B中维持最少40个的可用数据扇区。在某些其他实施例中，缺陷管理可能仅决定不使用三个缺陷扇区，和对于用户数据可以使用在最后轨道中的前三个备用扇区，而将七个备用扇区留在最后。当在此例子中频带A和频带B都可用，其要求使用更多的20％的轨道。在典型的盘上，大多数的备用扇区可能不需要，其可能导致盘空间的无效率的使用。

在可替代实施例中，备用扇区可以位于盘的其他部分上的频带的外部。缺陷扇区可以被映射到这些外部的备用扇区。这可以要求更少的轨道专用于盘上的备用扇区，但可能很大地降低驱动器响应时间，因为要从目标频带和有备用扇区的盘的另外区域二者取回数据。

现在转向图7，示出了用于结合叠瓦式记录频带的系统的另一说明性实施例的示图。图7的示例也可以示出两个频带A和B，拥有指定的最少40个的可用扇区。图7的示例也示出采用频带的晚期结合的示例，其可以在执行缺陷检测后结合频带。频带A的轨道可以没有检测到的缺陷扇区，并且因此频带A仅可以和具有10个扇区的四个轨道结合来满足最少扇区要求。频带B的所示轨道中的一个可能有数个缺陷扇区。缺陷管理可以确定不使用那个轨道。因此当结合频带时，四个可用频带可以分配给频带B，并且具有缺陷扇区的轨道可以被忽略和跳过。在某些实施例中，当需要时，超出要求容量的额外的轨道或扇区可能被分配给频带来补偿缺陷扇区，并且相应地，由于在结合之后执行缺陷发现，频带可能不成为不可用或有缺陷。在此情况中，用晚期结合来选择频带边界使得每个频带有四个可用轨道(或40个可用扇区)，可以导致更少的被浪费的频带和因此更少的过度提供。

图8描绘了用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图。在图8的示例中，频带和隔离轨道可以包括片段轨道而不是完整轨道。例如，如上面所讨论，盘上的某些轨道可能有与其他轨道的相比不同数目的扇区，并且因此期待基于扇区的数目来定义频带，而不是轨道的数目。只要相邻频带从彼此充分地隔离来防止来自使数据不可读的ATI，频带和隔离轨道可以使用轨道的互补片段。例如，频带的最后轨道可以包括1/4的数据扇区轨道和3/4的隔离扇区轨道，而下一个轨道可以有下一个频带的接近1/4的隔离扇区轨道和接近3/4的数据扇区轨道。更多的信息，见题目为“隔离的片段轨道的叠瓦式频带(Isolated Shingled Bands of Fractional Tracks)”，由Timothy R.Feldman在与本公开同一天申请的美国专利申请。

在图8的示例中，每个频带可以有最少24个可用扇区，并且所描绘的轨道每个可以有10个扇区。图8的频带可以在检测盘上的差错和缺陷之后，用晚期结合来定义。频带A的扇区可以没有缺陷，并且因此频带A可以用24个可用扇区和隔离扇区结合。频带B可以包括三个缺陷扇区。对于24个可用数据扇区，晚期结合可以允许用27个扇区结合频带B，其中三个是缺陷的。此方式可以允许非常小数量的不可用频带或不必要备用扇区或轨道。

在某些实施例中，驱动器可以有各种尺寸的逻辑频带，带有对应组的物理频带。例如，驱动器可以配置为使用小、中和大的对应于不同LBA容量的逻辑频带，并且其映射到小、大和中的物理频带。如另外的示例，频带可以指定为“标准”尺寸、半尺寸，和双倍尺寸，并且数据可以基于文件种类、更新频率，或其他约束，映射到不同尺寸的频带。在某些实施例中，用户可以为频带选择一个或多个尺寸，例如在初始驱动器设置期间，并且驱动器可以在存储器上执行结合来匹配选择尺寸的频带。晚期结合，在补偿发现的缺陷的基础上，允许可选择的频带尺寸。

图9描绘了用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图。存储器902可以配置为采用叠瓦式磁记录的盘，并且进一步可以配置为有多个数据区域，诸如所描绘的区域1、2和3。每个区域可以有多个轨道，并且也可以包括一个或多个叠瓦式频带。不同数据区域每个轨道可以有不同数目的扇区。随着半径改变，周长改变(例如，在外直径处的周长比在内直径处的周长大)，并且由于线性密度是对于每个轨道扇区的数目的一阶限制，半径可以在每个轨道的扇区数目从一个数量到另一个改变的地方被选择。该数据区域的边界可能不一定和所需的SMR频带边界一致。早期结合可以管理这个，例如，通过将数据区中的轨道数目约束在SMR频带中的多个轨道，具有的结果是SMR频带从不跨越区域的边界。然而，这对于后期结合可能不是最优的约束，其中频带的尺寸和边界可以基于差错检测而不同。

图904描绘了跨越数据区边界的频带的一个示例性实施例。在所描绘的示例中，每个频带可以具有最少40个可用数据扇区，但每一轨道的数据扇区的数目在区域之间可以不同。区域1，盘902的外径附近，可以具有每轨道10个扇区，而区域2可具有每轨道8个扇区。图904中所描绘的不同区域的轨道可以作为相同的大小来表示盘的一整周，但在实践中更靠近该ID的轨道可以具有更少的总面积，并因此每个轨道可以包含更少的数据扇区。如在图904中所示，频带A可以完全位于区域1内，而频带B可以部分地位于区域1内和部分地位于区域2内。相应地，频带B可以包括具有每个轨道有不同数量的扇区的轨道，并且可以进一步包括图8所描述的部分轨道。

图10描绘了用于结合叠瓦式记录频带系统的另一说明性实施例的示图。存储器1002可以配置为采用叠瓦式磁记录的盘，并且进一步可以配置为采用不同尺寸的频带。例如，物理频带(例如，逻辑频带的数据可以被写入的存储器的物理区域)可以在盘上以不同的大小结合，其取决于选择的逻辑频带的大小(例如，逻辑频带可以指代一组的LBA以及与这些LBA相关的数据，其中逻辑频带可以在不同的物理频带之间移动)。在某些实施例中，DSD可以拥有以多个逻辑带尺寸配置的存储器，不需要主设备或用户的选择。在一些实施例中，主设备或用户可能能够选择一个或多个逻辑频带尺寸，并且数据存储设备可以基于所选择的逻辑频带尺寸，结合物理频带。选择逻辑频带尺寸可以包括选择多个LBA或总共的频带的可用的使用容量，并且DSD可以基于选择，每个物理频带结合适当数目的物理扇区。在所描绘的实施例中，OD附近的频带可以是大的频带，以容纳大数量的LBA，ID附近的频带可以是小的频带，在存储器的中间的频带可以是中尺寸的频带。

图1004描绘了具有各种尺寸的频带的示例性实施例。在该示例性实施例中，盘可以具有20个LBA容量的小的逻辑或物理频带，具有30个LBA容量的中频带，和拥有40个LBA容量的大频带。这些不同的尺寸频带可以按小、中、大频带进行分组在一起，如图1002所示，或者它们可以在整个盘被另外分配。例如，盘的每个区可以包含一个或更多的小、中和大频带。在某些实施例中，更多或更少的频带尺寸可以被指定。例如，用户可以仅选择在盘上有一个单一频带尺寸，但可以指定那些频带是多大。

在某些实施例中，用户可以通过驱动器的制造者从数个潜在频带尺寸集合中选择。例如，用户可以在数个预先配置的性能选择之间选择，并且驱动器可以根据选择结合频带尺寸。用户也可能能够选择各尺寸的频带有多少是所期望的，或者可用的内存容量的百分比来贡献给每组频带尺寸。一旦用户选择了期望的频带尺寸，驱动器可以执行结合来选择频带边界，例如基于检测的缺陷和用户选择的标准。

有多个频带尺寸的驱动器可以以组来处理不同尺寸频带，以便小尺寸的逻辑频带X可以动态地从一组小尺寸频带映射到任何物理频带。在某些实施例中，逻辑频带可以映射到任何大到足够容纳它的物理频带。例如，小逻辑频带可以映射到小、中或大的物理频带。在某些实施例中，逻辑频带可以配置为物理频带的一些片段，并且可以被相应地映射到物理频带之间。例如，DSD可以有60数据扇区的物理频带，并且可以支持小(15个扇区)、中(30个扇区)或大(60个扇区)尺寸的逻辑频带。在此示例性实施例中，物理频带可以有被映射于其上的四个小逻辑频带，或两个中频带，或一个大频带。DSD也可以支持映射合并，诸如两个小逻辑频带和一个中频带映射到单个物理频带。

数据存储设备可以配置为有多个逻辑频带尺寸、多个物理频带尺寸，或二者都有。在某些实施例中，可以有一个逻辑频带尺寸但多个物理频带尺寸。在多个逻辑频带映射到大物理频带的示例中，物理频带的空间可以很好地利用。另一个优势是如果有多个逻辑频带尺寸但一个物理频带尺寸。再次，在物理频带中有多个小逻辑频带，空间可以很好地利用。

对于多物理频带尺寸可以有很多理由；理由可以来满足轨道计数的约束。对于多逻辑频带尺寸也可以有很多理由。例如，应用可以基于要存储的数据目标的尺寸，来选择适合的尺寸的逻辑频带。如果有目标不共享逻辑频带，或共享逻辑频带的目标的最小数目的约束，则有多个逻辑频带尺寸允许适应算法来达到更好的空间利用。适应的算法可以用来选择恰当的逻辑频带，在该频带中存储数据来有效地使用存储空间。

在示例性实施例中，盘可以被配置，以便每个频带的数个轨道可以在OD处更大和在ID处更小。因为在OD附近的轨道也可以比ID附近的轨道有更多数据扇区，这可以导致在OD附近物理频带显著地更大。该期望可以是有频带容量的范围，例如以便可以使用最佳适应算法，或对于频繁更新的数据置于更新成本更小的更小的频带中。分配更大的轨道计数到OD可能意味着高容量轨道的更小的部分转用于隔离，并且因此驱动器格式化的有效性可以被提高。

图11为用于结合叠瓦式记录频带方法的说明性实施例的流程图，一般指定为1100。在1102处，方法可以包括格式化盘。在示例中，盘可以被多个盘写入器格式化，和安装在驱动器中，或其可以在由驱动器自身安装后被格式化。方法然后可以包括通过确定叠瓦式频带边界来结合频带。例如，频带可以基于当格式化时写到盘上的轨道的数量来定义。驱动器然后可以执行缺陷发现并映射以确定缺陷扇区，在1104处。这可以识别叠瓦式频带中的使频带不可用或有缺陷的缺陷扇区。例如，频带可能没有充足存储容量，并且可能被淘汰或有映射到备用扇区的缺陷扇区。

图12为用于结合叠瓦式记录频带方法的另一说明性实施例的流程图，一般指定为1200。方法可以包括格式化盘，在1202处。方法可以包括在盘上执行差错发现来确定缺陷扇区，在1204处。因此，缺陷扇区可以在确定频带边界前被预先确定。在确定缺陷扇区后，方法可以包括通过基于预先确定的缺陷扇区(即，缺陷扇区的列表)和期望的频带约束确定频带边界来结合频带。例如，如果约束包括最小数量的可用数据扇区，在考虑任何缺陷扇区的同时频带可以被定义来满足最少数目扇区。

图13为用于结合叠瓦式记录频带方法的另一说明性实施例的流程图，一般指定为1300，其可以涉及晚期频带结合。方法1300可以包括确定存储器的缺陷扇区，在1302处。这可以包括产生识别缺陷扇区的缺陷表格。方法可以接下来包括基于期望的叠瓦式频带的约束来选择存储器的区域，在1304处。例如，这可以包括一定数量的扇区或轨道以便读—修改—写入操作不会超出时间阈值，或可用数据存储的最小量的存储容量。如果最少40个扇区的空间为约束，该方法可以选择40个扇区的区域来分析，在1304处。

方法1300可以接着包括分析所选的缺陷区域，在1306处。这个可以包括将扇区范围与缺陷表格相比较，来确定选择的区域中是否有任何缺陷扇区。可以关于在区域中的缺陷是否会使频带无法满足约束要求，做出确定，在1308处。例如，如果该区域包括40个扇区，并且约束是最少40个可用扇区，缺陷扇区可以使该区域不适合为可用频带。在某些实施例中，选择区域可以有灵活性，诸如达到一定数目的缺陷扇区不会使频带变得不可用。

如果缺陷扇区将使区域不适合作为可用频带，在1308处，该方法可以包括给选择的区域分配额外存储空间，在1310处。例如，如果缺陷导致该区域没有充足可用扇区，非缺陷扇区的数量可能被加到该区域，以便满足最小扇区数目。附加的区域可以由扇区、由轨道，或由其他增量分配。

如果缺陷将不会使区域成为不适合作为频带，在1308处，或如果充足的附加空间被分配到该区域来补偿缺陷扇区，在1310处，方法可以包括结合频带至选择区域，在1312处。方法1300然后可以包括为下一个频带选择下一个区域，在1304处。

当本公开的多个示例和实施例指向叠瓦式磁记录，非叠瓦式中也可以采用晚期结合。例如，晚期记录可以应用于在非叠瓦式盘介质的区域。

依据另一实施例，本文描述的方法可以实现为在计算机处理器、控制设备或其他计算设备(诸如使用诸如盘驱动器的数据存储设备的个人电脑)上运行的一个或多个软件程序。专用硬件实现包括但不限于专用集成电缆、可编程逻辑阵列和其它硬件设备，同样可被构造以实现本文所述的方法。进一步地，本文描述的方法可以实现为计算机可读存储介质或存储指令(该指令的执行引起处理器执行方法)的设备。

这里所描述的实施例的说明旨在提供对各实施例的结构的一般理解。说明不旨在作为利用这里所描述的结构或方法的装置和系统的所有元素和特征的完整描述。许多其他实施例对本领域的技术人员在审阅本发明后是显而易见的。也可以利用其他实施例，并从本发明派生出其他实施例，以便可以在不偏离本发明的范围的情况下作出结构和逻辑上的替换和改变。此外，尽管在本文中已经相当详细地示出并描述了特定实施例，应该认识到获得相同或相近目的的任何后续的布置可替换示出的特定实施例。

本说明书计划涵盖各种实施例的任何随后的修改或变化。以上实施例与本文未具体描述的其他实施例的结合，在阅读说明书基础上对于本领域技术人员将是显而易见的。另外地，示图仅为代表性的并不按实际比例绘制。在图示内的某些部分可能为夸张，而其他部分可能为缩小。相应地，本发明和附图应被视为说明性的，而不是限制性的。

Claims

1.一种装置，包括数据存储介质和控制器，所述控制器配置为基于约束和缺陷扇区的列表，来定义所述数据存储介质的区域的边界。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器进一步配置为，通过指定第一轨道和最后轨道来定义所述区域的边界。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述约束包括时间量，该时间量用于从所述区域中读取数据、修改所读取的数据和将所修改的数据写入所述区域。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述区域包括一组设置为以叠瓦式方式存储数据的轨道。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述约束包括选择数目的非缺陷数据扇区。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制器进一步配置为，通过指定至少一个防护轨道来将所述区域从其他可写入数据扇区中隔离，来定义所述区域的边界，所述至少一个防护轨道没有用于存储用户数据。

7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制器进一步配置为，基于第一选择容量定义所述区域的边界，以及基于不同于所述第一选择容量的第二选择容量定义所述数据存储介质的另一区域的边界，所述另一区域也配置为以叠瓦式方式存储数据。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器进一步配置为，在所述数据存储介质上执行缺陷发现，来在定义所述区域边界之前获得所述缺陷扇区列表。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制器配置为，在执行所述缺陷发现扫描之前，将所述数据存储介质上的轨道格式化。

10.一种方法，包括基于约束和缺陷扇区列表，定义数据存储介质的区域边界。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括所述区域包括一组轨道，所述轨道设置为以叠瓦式方式存储数据。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：定义所述区域的边界包含指定第一轨道和最后轨道。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述约束包括最少数目的非缺陷数据扇区。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括：通过指定至少一个防护轨道来将所述区域从所述区域外部的所述数据存储介质的可写入数据扇区中隔离，来定义所述区域的边界，所述至少一个防护轨道没有用于存储用户数据。

15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述数据存储介质上执行缺陷发现扫描，来在定义所述区域边界之前获得所述缺陷扇区列表。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括在执行所述缺陷发现扫描之前，将所述数据存储介质格式化。

17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括进一步基于用户选择的逻辑数据容量，定义所述区域边界。

18.一种装置，包括：

数据存储介质，所述数据存储介质配置为以叠瓦式轨道存储数据，其中选择的轨道部分地重叠于相邻轨道；和

控制器，所述控制器配置为，基于用于所述介质的缺陷扇区的差错发现扫描的结果，定义具有轨道的多个频带的边界，每个频带包括多个所述叠瓦式轨道。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述控制器进一步配置为定义所述多个频道的边界，以便在考虑缺陷数据扇区之后每个频带包括最少数目的可用数据扇区。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述控制器进一步配置为定义防护轨道，来将所述多个频带中的每个频带从相邻频带的可写入数据扇区中隔离，所述防护轨道不用于存储用户数据，并且用来定义所述防护轨道来包括位于每个频带的第一轨道或最后轨道的缺陷数据扇区。